KR101267754B1 - 포드 드라이브 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 운송 수단용 프로펠러 포드 드라이브는 프로펠러를 구동하는 적어도 하나의 구동축; 구동축의 반경 방향력을 수용하는 적어도 하나의 반경 방향 베어링 장치; 구동축의 축 방향력을 수용하는 적어도 하나의 축 방향 베어링 장치로서, 구동축의 압력 칼라(36)가 일 단부면 또는 양 단부면에서 축 방향으로 가이드 장치(50")에 지지되는 축 방향 베어링 장치(24"); 및 적어도 하나의 반경 방향 베어링 장치와 축 방향 베어링 장치의 부착을 위한 지지 구조물을 구비하되, 가이드 장치는 적어도 3개, 바람직하게는 4의 정수 배수 개, 특히 8개 또는 12개의 축 방향 미끄럼 세그먼트들을 구비하고, 그 축 방향 미끄럼 세그먼트들은 세그먼트 가이드에 배치되고, 압력 칼라와 접촉하는 미끄럼 면을 각각 구비한다.

Description

포드 드라이브{POD DRIVE}

본 발명은 개선된 반경 방향 베어링과 축 방향 베어링을 갖는 프로펠러 포드(POD) 드라이브에 관한 것이다.

수년 전부터 선박 건조에서는 프로펠러 포드(POD)를 구동 장치(드라이브)로서 사용하고 있다. 종래의 선박 구동 장치와는 달리, 포드 드라이브(POD drive)에서는 구동 요소들이 선체에 수납되는 것이 아니라, 선체의 외부에서 그 선체에 고정된 포드에 수납된다. 그렇게 하는데에는 스러스트 스크루(thrust screw)는 물론 텐션 스크루(tension screw) 및 스러스트 스크루와 텐션 스크루의 조합을 사용할 수 있다. 포드 드라이브는 선박에 사용될 수 있는 이외에, 예컨대 보트, 어뢰, 또는 무인 선박과 같은 수상 운송 수단 및 예컨대 석유 시추 플랫폼과 같은 부유 인프라 구조물 또는 기타의 산업 해양 대형 구조물 또는 도시 해양 대형 구조물에도 이동, 조종, 및/또는 안정화를 위해 사용될 수 있다.

프로펠러 축의 구동은 흔히 포드에 수납되어 전기 구동 장치를 작동하기 위한 에너지를 공급하는 전기 모터, 예컨대 디젤 발전기에 의해 이뤄진다. 따라서 더 이상 선박 디젤 엔진을 축을 통해 선박 스크루 프로펠러에 기계적으로 연결하는 조치를 취할 필요가 없다. 오히려, 포드 드라이브는 디젤 발전기로부터 전류 공급 라인을 통해 그 에너지를 얻는다. 따라서 디젤 발전기의 배치는 종래의 스크루 프로펠러 드라이브에서보다 구조적 제약을 훨씬 덜 받는다. 그러나 선체에 수납된 모터의 구동 토크를 클러치 장치, 링크 장치, 및/또는 전동 장치를 통해 기계적으로 포드 내의 스크루 프로펠러 드라이브 축에 전달하는 방식으로 배치하는 것도 가능하다.

포드는 유선형의 방수 케이싱을 구비하고, 360°까지 회전할 수 있게 선체에 고정되어 포드 드라이브가 종래의 방향타의 역할도 맡을 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 그러한 포드 드라이브에서는 선박 엔진이 각각의 방위각 방향으로 방향 전환에 사용될 수 있기 때문에, 고정된 축과 방향타를 갖는 종래의 선박 엔진에 의해서는 불가능하거나 부가의 방향 전환 보조 장치에 의해서만 가능하였던 이동 및 곡률 반경을 얻을 수 있다. 특히, 다른 경우라면 특히 외해로 되돌아 나갈 때 방향 전환을 위해 필요하였던 후방 스러스터(thruster)는 적어도 완전히 생략될 수 있게 된다. 드라이브들 중의 일부가 선회 가능한 포드들을 갖는 한편, 드라이브들 중의 다른 일부가 고정된 포드들을 갖는, 선체에 고정 장착된 포드들 및 다수의 포드 드라이브들을 갖는 배치도 가능하다.

청구항 1의 전제부에 따른 포드 드라이브는 US 2, 714, 866으로부터 공지되어 있는 것으로, 그러한 포드 드라이브에서는 스크루 프로펠러 구동축의 반경 방향력이 미끄럼 베어링들에 의해 수용되고, 스크루 프로펠러 구동축의 축 방향력이 축 상에 장착되어 가이드 요소들 또는 지지 요소들에 지지되는 디스크를 통해 수용된다. 그러나 그러한 포드 드라이브의 원리는 그 특허 문헌이 나오고 나서 약 40년 후에야, 즉 1990년대에 들어서서야 비로소 상당한 범위로 상업적으로 전환되기에 이르렀다. 상업적으로 전환된 포드 드라이브에서는, 미끄럼 베어링의 방안을 더 이상 추구하지 않는다. 오히려, 오늘날 사용되는 포드 드라이브는 롤러 베어링을 구비한다. 그 주된 이유는 전술된 특허 문헌에 제안되어 있는 바와 같은 고정된 미끄럼 베어링이 잘못된 축선 위치에서, 즉 구동축의 기울어짐 상태에서 편면적 마멸 또는 국부적 마멸로 인해 급속히 사용 불가능하게 될 수 있다는데 있다.

그러나 롤러 베어링에 의한 기존의 방안도 역시 포드 드라이브의 이론적으로 중요한 기술적 경제적 이점에도 불구하고 그 기술의 광범위한 사용을 여태껏 방해해왔던 단점이 있다. 즉, 예컨대 롤러 베어링에는 극히 높은 인장력, 전단력, 및 중력이 걸리고, 그에 따라 롤러 베어링은 롤러체들 및 베어링 면들에서 상대적으로 현저한 마찰을 겪는다. 그 결과, 한편으로 격심한 베어링 마모까지 발생하는 바와 같이 상대적으로 큰 마찰 손실이 생기게 되고, 그것은 내구 수명에 직접적인 영향을 미친다. 따라서 베어링의 파손을 예방하기 위해 통상적으로 짧은 간격으로 정비를 해야할 필요가 있다. 롤러 베어링은 통상적으로 포드의 구조물에 플랜지 연결에 의해 장착되어 포드를 분해하여야만 정비되거나 교환될 수 있다. 그러한 작업은 복잡하고 비용 소모적이며, 선착장에서만 수행될 수 있다.

본 발명의 과제는 정비 친화성에 있어 선행 기술에 비해 개선된 포드 드라이브를 제공하는 것이다.

그러한 과제는 청구항 1의 특징들에 따라 해결된다.

본 발명에 따르면, 운송 수단용 프로펠러 포드 드라이브는 프로펠러를 구동하는 적어도 하나의 구동축, 구동축의 반경 방향력을 수용하는 적어도 하나의 반경 방향 베어링 장치, 구동축의 축 방향력을 수용하는 적어도 하나의 축 방향 베어링 장치, 및 반경 방향 베어링 장치와 축 방향 베어링 장치의 부착을 위한 지지 구조물을 구비하되, 구동축의 압력 칼라(pressure collar)가 일 단부면 또는 양 단부면에서 축 방향으로 가이드 장치에 지지된다. 가이드 장치는 적어도 3개, 바람직하게는 4의 정수 배수 개, 특히 8개 또는 12개의 축 방향 미끄럼 세그먼트들을 구비하고, 그 축 방향 미끄럼 세그먼트들은 세그먼트 가이드에 배치되고, 압력 칼라와 접촉하는 미끄럼 면을 각각 구비한다.

따라서 구동축에서 잘못된 축 방향 위치가 발생하여 축 방향 베어링에서의 편면적 마멸이 유발되더라도, 더 이상 전체의 축 방향 베어링을 교환할 필요가 없다. 오히려, 개별 세그먼트들만 교환하는 것이 가능하고, 그것은 정비의 노력과 비용을 줄여준다.

축 방향 미끄럼 세그먼트들은 세그먼트 가이드에 있는 적어도 하나의 활주 홈(running groove)에 배치되는 것이 바람직하다. 축 방향 미끄럼 세그먼트들은 링크 부재 장치에 의해 서로 연결될 수 있고, 활주 홈 내에서 둘레 방향으로 이동 가능한데, 세그먼트 가이드는 축 방향 미끄럼 세그먼트들을 집어넣고 빼내기 위한 폐쇄 가능한 개구부를 구비한다. 그러한 배치에 의해, 베어링을 완전히 분해하였다가 다시 조립하고 경우에 따라 축을 새롭게 조정할 필요가 없이 축 방향 베어링의 정비를 수행하고 경우에 따라 교환까지 하는 것이 가능하게 된다. 특히, 그러한 작업을 위해 선착장에 정박하는 것이 더 이상 필요하지 않고, 오히려 그 작업을 언제 어디서든 수행할 수 있게 된다. 축 방향 베어링은 거의 힘을 가하지 않고서 단지 유지되기만 하면 되는데, 그것은 외부 유동력이 있는 경우에 별개의 고정 장치에 의해 구동축을 고정함으로써 가능하게 된다.

링크 부재 장치가 단일의 조인트 링크인 경우, 축 방향 미끄럼 세그먼트들의 스트링(string)을 전체적으로 둘레 방향으로 이쪽저쪽으로 이동시키는 것이 가능하다. 멀티섹션 체인 또는 가요 링크, 예컨대 자일은 어느 정도의 길이 보상을 허용하지만, 축 방향 미끄럼 세그먼트들의 스트링은 열 지어서만 이동하고 유지될 수 있다.

개구부는 세그먼트 가이드의 상면에 위치하는 것이 바람직하다. 그 경우, 축 방향 미끄럼 세그먼트들의 스트링을 집어넣는 것은 중력의 이용 하에 간단하게 이뤄질 수 있다. 축 방향 미끄럼 세그먼트들의 스트링이 반대의 둘레 방향으로 세그먼트 가이드에 도입되는 2개의 부분 스트링들로 분할된 경우, 축 방향 미끄럼 세그먼트들을 집어넣는 것이 특히 간단하게 된다.

축 방향 미끄럼 세그먼트들은 축 방향으로 잘 휘어질 수 있다. 즉, 구동축에서 잘못된 축 방향 위치 또는 비틀림이 발생하는 경우, 축 방향 부하가 축 방향 미끄럼 세그먼트들에 의해 균일하게 수용될 수 있게 된다. 그럴 경우, 국부적 압력 피크가 회피되고, 개별 축 방향 미끄럼 세그먼트들의 단독적인 마멸이 회피되게 된다. 그럼으로써, 정비 간격도 길어지고, 전체적으로 작동 비용도 낮아지게 된다.

하나 이상의, 바람직하게는 모든 축 방향 미끄럼 세그먼트들이 축 방향 스프링 장치를 구비할 경우, 전술된 이점들이 잘 알려진 제어 가능한 부품들에 의해 얻어질 수 있다. 축 방향 스프링 장치는 하나 이상의 판 스프링, 특히 여러 겹의 판 스프링들로 이뤄진 판 스프링 장치를 구비하는 것이 바람직하다. 판 스프링들은 매우 높은 부하를 받아낼 수 있고 간단하게 커플링될 수 있으며, 그것은 선박 구동 장치의 전단력이 매우 큰 경우에 매우 유리하다.

축 방향 스프링 장치는 축 방향 미끄럼 세그먼트에 편향력을 거는 것이 바람직하다. 그럼으로써, 스프링과 세그먼트 사이의 축 방향 유격이 방지될 수 있다. 다른 한편으로는, 세그먼트 가이드와 세그먼트와 압력 칼라 사이의 축 방향 유격이 양호하게 설정될 수 있게 된다. 특히, 축 방향 미끄럼 세그먼트들은 스프링 장치와 함께 안정적이고 양호하게 취급될 수 있는 어셈블리로서 예비 조립될 수 있다.

세그먼트 가이드는 베어링 하우징에 직접 가공되거나, 그와 통합되거나, 독립된 부품으로서 베어링 하우징에 수납되어 둘레 상에 분포된 적어도 3개의 지점들에서 축 방향으로 잘 휘어지게 베어링 하우징에 지지될 수 있다. 그럼으로써, 축 방향 미끄럼 세그먼트들을 전체적으로 옮기는 것이 가능하고, 그것은 전체 시스템의 훨씬 균일한 분포 및 진동에 의한 디커플링을 가능케 한다.

세그먼트 가이드의 지지점들은 세그먼트 가이드에 또는 베어링 하우징에 부착된 적어도 하나의 판 스프링, 특히 다수의 판 스프링들로 이뤄진 판 스프링 장치를 각각 구비한다. 판 스프링들의 이점은 이미 전술된 바 있다. 그것은 스프링 걸린 지지점들의 바람직한 편향력에도 역시 마찬가지로 해당하는 사항이다.

부가적으로 또는 대안적으로, 유압 라인들을 통해 서로 연결되고 세그먼트 가이드에 또는 베어링 하우징에 부착되는 유압 보상 캡슐들에 의해 지지가 이뤄질 수도 있다. 유압 보상 캡슐들은 부하 상태에 따라 축 방향 미끄럼 세그먼트들의 평면이 평형 상태로 설정될 때까지 유압 유체를 교환하는 것이 바람직하다.

하나 이상의 반경 방향 베어링 장치는 볼 캡(ball cap)을 통해 볼 형태의 이동이 가능하게 베어링 하우징에 배치될 수 있다. 그와 같이 하여, 반경 방향 미끄럼 베어링에 전형적으로 사용되는 베어링 부시가 구동축 축선의 각위치를 따를 수 있게 된다. 따라서 편면적 마멸이 회피되고, 반경 방향 베어링의 내구 수명이 증대되며, 정비 간격이 길어질 수 있게 된다.

반경 방향 베어링 장치와 축 방향 베어링 장치는 단일의 베어링 어셈블리를 형성할 수 있는 것이 바람직하다. 그럼으로써, 가용 공간을 최적으로 활용할 수 있게 된다. 그 경우, 축 방향 베어링 장치의 반경 방향 편향을 피하기 위해, 베어링 어셈블리의 반경 방향 베어링 장치가 축 방향 베어링 장치의 둘레에 축 방향으로 대칭으로 배치되는 2개의 하프 베어링들을 구비하는 것이 바람직하다. 축 방향 미끄럼 세그먼트들에 의해 보상하여야 할 캔트(cant)들이 최소화될 수 있고, 베어링 어셈블리가 매우 양호하게 통합됨으로써 그 크기가 작게 설정될 수 있게 된다.

각각의 하프 베어링은 압력 칼라에 대해 축 방향으로 대칭으로 배치되어 함께 볼 형태의 이동이 가능한 캡을 이루는 하프 캡을 형성하는 것이 바람직하다. 매우 바람직하고 공간을 절감하는 배치는 세그먼트 가이드들이 하프 캡들 상에 각각 배치되거나 그에 통합되는 경우에 제공된다. 그러한 배치에 의해, 잘 휘어질 수 있는 축 방향 지지의 이점 및 볼 형태의 이동이 가능하게 종동하는 반경 방향 지지의 이점이 조합될 수 있게 된다. 전체의 축 방향 베어링 장치도 역시 구동축 축선의 각위치 및 그에 따른 압력 칼라의 각위치를 따르기 때문에, 개별 축 방향 미끄럼 세그먼트들의 잘 휘어지는 성질에 의해 보상하여야 할 차이가 작아지고, 보상 범위의 크기를 작게 할 수 있게 된다. 또한, 그 경우의 스프링 범위는 바람직하게도 축 방향 압력 변동 또는 압력 요동의 수용을 제공한다.

매우 바람직한 실시 형태에 따르면, 반경 방향 베어링 장치와 축 방향 베어링 장치는 회전축을 통해 연장되는 분할 면을 구비하는데, 그 분할 면에서 베어링 장치들이 각각 분할되고 조립될 수 있게 된다. 분할 면이 모든 구조적 부품들, 즉 베어링 하우징은 물론 반경 방향 베어링 쉘, 세그먼트 가이드, 및 볼 캡을 포함할 경우, 구동축을 제거할 필요가 없고 전체의 프로펠러 포드를 분해할 필요도 없이, 그리고 베어링을 포드의 지지 구조물에 새로 정렬하여야 할 필요도 없이 개별 베어링 또는 베어링 부분을 분해 및 정비할 수 있고, 경우에 따라 교체할 수도 있다. 특히, 기본적인 모든 정비 작업들이 선착장에 정박함이 없이 가능하게 되고, 그것은 그러한 포드 드라이브를 탑재한 선박의 정비 비용 및 그에 따른 장기간의 작동 비용을 현저하게 낮춰준다.

본 발명은 또한 전술된 구동 장치에 사용하기 위해 설계되고 준비된 미끄럼 베어링 장치 및 전술된 설명에 따른 프로펠러 포드 드라이브 또는 미끄럼 베어링 장치를 탑재한 운송 수단, 특히 선박 또는 보트 또는 전투함체 또는 정찰함체 또는 잠수함체 또는 부유 인프라 구조물 장치에 관한 것이기도 하다.

본 발명은 정비 친화성이 선행 기술에 비해 개선되어 복잡하고 비용 소모적인 정비 작업을 피하고, 정비 간격을 연장하며, 선착장에 정박하지 않더라도 언제 어디서든 정비를 수행할 수 있게 하는 포드 드라이브를 제공한다.

첨부 도면들 및 거기에 도시된 실시 형태들에 관한 이후의 설명으로부터 본 발명의 또 다른 이점들 및 특징들을 명확히 파악할 수 있을 것이다. 부분적으로 개략화되어 도시된 첨부 도면들 중에서,
도 1은 본 발명에 따른 예시적 프로펠러 포드의 기본 구조를 나타낸 도면이고;
도 2는 세그먼트 가이드가 유압에 의해 지지되는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 축 방향 베어링의 구조를 나타낸 도면이며;
도 3은 본 발명에 따른 축 방향 미끄럼 세그먼트들을 갖는 미끄럼 가이드의 구조를 나타낸 도면이고;
도 4는 세그먼트 가이드가 스프링에 의해 지지되는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 축 방향 베얼힝의 구조를 나타낸 도면이며;
도 5는 스프링이 걸린 축 방향 미끄럼 세그먼트들을 갖는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 축 방향 베어링의 구조를 나타낸 도면이고;
도 6은 볼 형태의 조정성을 갖는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 축 방향/반경 방향 베어링의 구조를 나타낸 도면이며;
도 7A 및 도 7B는 도 5 또는 도 6의 실시 형태에 따른 축 방향 미끄럼 세그먼트를 2개의 상이한 사시도로 나타낸 도면들이고;
도 8은 도 7A 또는 도 7B의 축 방향 미끄럼 세그먼트를 축 방향 단면도로 나타낸 도면이다.

도 1은 본 발명에 따른 예시적 프로펠러 포드의 기본 구조를 나타낸 것이다.

수상 운송 수단(4)의 선체(2)에는 발전기(6)가 배치된다. 발전기(6)는 전기 라인(8)을 통해 전기 모터(10)와 연결되고, 전기 모터(10)는 구동축(12)을 통해 프로펠러(14)를 구동한다(화살표 방향 "A" 참조). 도면에서, 구동축 축선은 도면 부호 "B"로 지시되어 있다. 전기 모터(10)와 구동축(12)은 장착 행어(18)에 의해 선체(2)와 연결된 포드(16)에 배치된다. 포드(16)는 전기 라인(9)을 통해 역시 발전기(6)로부터 에너지를 공급받는 포드 선회 구동 장치(20)에 의해 방위각 방향으로 선회할 수 있다(화살표 방향 "C" 참조). 포드(16)는 지지 구조물(22)을 더 구비한다.

구동축(12)은 축 방향 미끄럼 베어링(24), 제1 반경 방향 미끄럼 베어링(26), 및 제2 반경 방향 미끄럼 베어링(28)에 의해 지지되는데, 그 베어링들 자체는 포드(16)의 지지 구조물(22)에 고정된다. 축 방향 미끄럼 베어링(24)은 베어링 하우징(30) 및 2개의 미끄럼 가이드들(32, 34)을 구비하고, 미끄럼 가이드들(32, 34)은 구동축(12)과 일체로 형성된 압력 칼라(36)를 지지한다. 제1 반경 방향 미끄럼 베어링(26)은 베어링 하우징(38) 및 구동축(12)이 그 안에서 움직이는 베어링 레이스(40)를 구비한다. 제2 반경 방향 미끄럼 베어링(28)도 마찬가지로 베어링 하우징(42) 및 구동축(12)이 그 안에서 움직이는 베어링 레이스(44)를 구비한다. 베어링 하우징들(30, 38, 42)은 각각의 플랜지 섹션에 의해 포드(16)의 지지 구조물(22)에 고정된다.

도 2에는, 본 발명의 제1 실시 형태의 축 방향 베어링(24)이 도시되어 있다. 도면에서, 구동축(12)은 그 축선(B) 및 압력 칼라(36)와 함께 사시도로 도시되어 있고, 베어링 하우징(30)과 미끄럼 가이드들(32, 34)은 그 필수 세부와 함께 사시도로 도시되어 있다. 베어링 하우징(30) 내에 놓인 부분들을 좀더 잘 알아볼 수 있도록 하기 위해, 베어링 하우징(30)의 오른쪽 상부 사분원 부분이 도면에서 잘라내어져 있다.

도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 베어링 하우징(30)은 플랜지 섹션(46), 다수의 리브 섹션들(48), 축 방향으로 플랜지 섹션과 대향되고 그 쪽에서 베어링 하우징(30)을 차폐하는 커버 섹션(50), 및 베어링 하우징을 반경 방향의 바깥쪽으로 차폐하는 쉘 섹션(52)으로 구분된다. 플랜지 섹션(46) 및 커버 섹션(50)은 각각 개구부를 구비하고, 그 개구부를 통해 구동축(12)이 돌출한다. 베어링 하우징(30)을 구동축에 대해 밀봉하는 축 시일들이 마련될 수 있다. 그러나 그 축 시일들은 도면에 상세히 도시되어 있지 않다.

미끄럼 가이드들(32, 34)은 다수의 축 방향 미끄럼 세그먼트들(56)을 지지하는 세그먼트 캐리어(54)를 각각 구비한다. 축 방향 미끄럼 세그먼트들(56)은 본 실시 형태에서는 원통형 구성의 것들이고, 일측에서 세그먼트 캐리어(56)에 수납되고 타측에 구동축(12)의 압력 칼라(36)가 지지되는 미끄럼 면을 각각 구비한다. 축 방향 미끄럼 세그먼트들(56)의 세부를 도 3에 의거하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 3에는, 세그먼트 캐리어(54)와 축 방향 미끄럼 세그먼트들(56)을 갖는 미끄럼 가이드(32)가 구동축(12)과 함께 압력 칼라(36) 쪽으로부터 바라본 평면도로 도시되어 있다.

세그먼트 캐리어(54)는 압력 칼라(36) 쪽을 향한 측에 원형 활주 홈(58)을 구비한다. 그러한 활주 홈(58)에는 총 12개의 축 방향 미끄럼 세그먼트들(56)이 그 활주 홈(58)을 따라 이동 가능하도록 수납된다. 서로 연속된 2개씩의 축 방향 미끄럼 세그먼트들(56)은 링크(60)에 의해 서로 조인트 연결된다. 특정의 실시 형태에서는, 취급을 용이하게 하기 위해 6개씩의 축 방향 미끄럼 세그먼트들(56)이 2개의 하프 체인(62, 64)과 연결된다. 세그먼트 캐리어(54)의 하부 구역에서, 활주 홈(58)은 각각의 하프 체인(62, 64)이 지지되는 브리지(66)에 의해 단절된다. 그럼으로써, 각각의 최하단 축 방향 미끄럼 세그먼트(56)가 전단력의 작용 하에 맞부딪치는 것이 방지되게 된다.

상부 구역에서, 활주 홈(58)은 반경 방향의 바깥쪽으로부터 출입 가능한 슬릿의 형태로 위쪽으로 개방되는데, 슬릿은 빗장(68)에 의해 폐쇄된다. 빗장(68)은 예컨대 나사(70)와 같은 연결 수단에 의해 세그먼트 캐리어(54)에 고정된다. 빗장(68)을 제거함으로써, 양 하프 체인들(62, 64)에 있는 축 방향 미끄럼 세그먼트들(56)에 바깥쪽으로부터 출입 가능하게 되고, 정비의 목적을 위해 축 방향 미끄럼 세그먼트들(56)을 활주 홈(58)으로부터 위쪽으로 빼낼 수 있게 된다. 빗장(68)은 개구부를 폐쇄할 때에 각각의 최상단 축 방향 미끄럼 세그먼트(56)가 그 소정의 위치에 고정되도록 하는 형태를 갖는다. 부가적으로 또는 대안적으로, 활주 홈(58)은 상부 구역에서 세그먼트 체인이 미끄러져 빠지지 않을 수 있도록 형성될 수 있다(점선으로 도시된 돌출부(72)를 참조).

축 방향 미끄럼 베어링(24)의 또 다른 세부를 다시 도 2에 의거하여 설명하기로 한다.

압력 칼라(36)의 반대쪽을 향한 세그먼트 캐리어(54)의 측면에는 둘레에 걸쳐 분포된 축 방향으로 잘 휘어지는 8개의 유압 캡슐들(76)(도면에서는 단지 2개만을 볼 수 있음)이 배치되는데, 그 유압 캡슐들(76)을 통해 세그먼트 캐리어(54)가 베어링 하우징(30)에 맞대어 지지된다. 좀더 정확히 말하면, 하나의 미끄럼 가이드(32)의 세그먼트 캐리어(54)는 베어링 하우징(30)의 플랜지 섹션(46)에 맞대어 지지되는 반면에, 다른 하나의 미끄럼 가이드(34)의 세그먼트 캐리어(54)는 베어링 하우징(30)의 커버 섹션(50)에 맞대어 지지된다. 유압 캡슐들(76)은 베어링 하우징(30)의 커버 섹션(50) 또는 플랜지 섹션(46)에 가공된 홈(8)에 수납되는 유압 보상 라인들(78)을 통해 서로 연결된다. 그러한 보상 라인들(78)을 통해, 유압 캡슐들(76)은 구동축(12)의 압력 칼라(36)의 이편과 저편에 기본적으로 총 체적의 변동이 없는 폐쇄 유압 회로를 형성한다. 구동축(12)의 기울어진 위치가 발생하면, 압력 칼라(36)도 그에 상응하게 기울어진다. 개별 유압 캡슐들(76)은 폐쇄 유압 회로를 통해 축 방향으로 유압 유체로 잠겨져 그 유압 유체의 일부를 다른 유압 캡슐들(76)에 전달할 수 있고, 그 다른 유압 캡슐들(76)은 그에 상응하게 축 방향으로 편향되게 된다. 따라서 압력 칼라(36)의 기울어진 위치를 따르는 세그먼트 캐리어(54)도 역시 기울어지고, 그에 따라 구동축(12)의 기울어진 위치를 보상하게 된다. 따라서 개별 축 방향 미끄럼 세그먼트들(56)은 구동축(12)의 기울어진 위치가 발생하더라도 균일하게 부하를 받게 된다. 따라서 축 방향 미끄럼 베어링(24)에서 캔트도 발생할 수 없고 평면적 마멸 현상도 발생할 수 없게 된다. 유압 캡슐들(76)을 통해, 구동축의 축 방향 전단이 베어링 하우징(30)(커버 섹션(50) 및 플랜지 섹션(46)의 둘레에 걸쳐 균일하게 수용되어 포드(16)의 지지 구조물(22)에 전달되게 된다.

도면에 상세히 도시되지는 않았지만, 2개의 유압 회로들 내에서 유압 유체의 총량과 압력을 적절한 값으로 각각 미리 설정할 수 있는 제어 장치가 마련될 수 있다. 그와 같이 하여, 베어링 유격 또는 불의의 압착력이 매우 정확하게 조절될 수 있다. 불의의 누설 손실을 보상하기 위해 미리 주어진 값을 작동 진행 중에 사후 조절하기 위한 장치가 마련될 수도 있다.

도면에서 또한 알 수 있는 바와 같이, 베어링 하우징(30)은 수평 중심면(82)에서 상부 쉘(84)과 하부 쉘(86)로 분할된다. 중심면(82)은 이상적으로는 구동축 축선(C)과 일치하는 베어링 축선을 통해 연장된다(도면에서, 중심면(82)의 위치는 구동축 축선(C)과 평행한 2개의 보조선들(D, D') 및 그와 수직한 보조선들(E, E')에 의해 도시되어 있음). 상부 쉘과 하부 쉘(84, 86)은 예컨대 나사들(88)과 같은 적절한 연결 수단에 의해 서로 연결된다. 정확한 정렬은 압입 구멍(90)에 수납되는 핀(도시를 생략함)에 의해 가능하다. 중심면(82)은 도 3에도 도시되어 있는데, 왜냐하면 세그먼트 가이드(54)도 역시 그 면에서 상부와 하부로 분할되기 때문이다. 전체의 베어링의 수평 분할에 의해, 구동축(12) 자체를 제거한다 할지라도 전체의 축 방향 미끄럼 베어링(24)을 포드(16)의 지지 구조물(22)로부터 분리할 필요가 없어 베어링과 구동축(12)에서 정비 작업을 수행하는 것이 가능하게 된다. 구동축(12)을 완전히 분해하는 경우에도 지지 구조물(22)에서의 구동축 축선(C)의 복잡한 정렬을 생략할 수 있다.

도 4는 세그먼트 가이드들이 스프링에 의해 지지되는 본 발명의 바람직한 제2 실시 형태의 축 방향 미끄럼 베어링(24')의 구조를 나타낸 것이다. 본 도면 및 그 사시도는 도 2의 그것에 상응한다.

도 4에 도시된 축 방향 미끄럼 베어링(24')은 그 구조가 도 2 및 도 3의 축 방향 미끄럼 베어링(24)과 유사하다. 따라서 이하에서는 그 차이점만을 각각 상세하게 설명하기로 한다.

축 방향 미끄럼 베어링(24')은 구동축(12)의 압력 칼라(36)의 축 방향 지지를 위한 미끄럼 가이드들(32', 34')이 배치되는 하우징(30')을 구비한다. 미끄럼 가이드들(32', 34')은 기본적으로 그 활주 홈들(58')에 축 방향 미끄럼 세그먼트들(도 4에는 상세히 도시되어 있지 않음)이 수납되는 세그먼트 캐리어들(54')로 이뤄진다. 축 방향 미끄럼 세그먼트들 및 세그먼트 캐리어들(54')에서의 그 배치는 전술된 실시 형태에서의 상황과 같고, 따라서 더 이상 세부적으로 설명하지 않기로 한다. 전체의 베어링은 역시 중심면(83)에서 분할될 수 있다.

세그먼트 캐리어(54')는 본 실시 형태에서는 스프링 패킷들(92)에 의해 하우징(30')의 플랜지 섹션(46') 및 커버 섹션(50')에 맞대어 지지된다. 스프링 패킷들(92)은 세그먼트 캐리어(54')에 있는 리세스들에 수납된다. 스프링 패킷들(92)은 본 실시 형태에서는 높은 부하를 받아낼 수 있기 때문에 판 스프링 패킷들로서 구성되고, 그 판 스프링 패킷들은 리세스들로부터 돌출한 맨드릴들(93) 상에 장착된다.

도 5는 스프링이 걸린 축 방향 미끄럼 세그먼트들을 갖는 본 발명의 바람직한 제3 실시 형태의 축 방향 미끄럼 베어링(24")의 구조를 나타낸 것이다. 본 도면 및 그 사시도는 도 2 및 도 4의 그것과 같지만, 다만 좀더 위로부터 바라본 것이다.

본 실시 형태에 따른 축 방향 미끄럼 베어링(24")은 그 기본 구조가 제1 및 제2 실시 형태의 미끄럼 베어링들(24, 24')과 유사하다. 그러나 베어링 하우징이 분할되지 않고 그 베어링 하우징에 지지되는 세그먼트 캐리어가 마련되는 것이 다르다. 오히려, 특수한 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트들(94)이 배치되는 활주 홈들(6)이 축 방향 미끄럼 베어링(24")의 베어링 하우징(30")의 플랜지 섹션(46") 및 커버 섹션(50")에 마련된다. 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트들(94)의 배치 및 활주 홈들(96)의 구성은 도 3에 도시된 바와 같은 제1 실시 형태의 세그먼트 캐리어(54)에서의 상황과 같다. 그와 관한 설명은 여기서도 유사하게 적용된다. 활주 홈들(96)의 베이스로부터 작은 간격을 두고, 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트들(94)에 대한 안내 및 탈락 방지의 목적을 갖는 가이드 리브(98)가 홈 측면들에 각각 만들어진다. 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트들(94)은 가이드 리브(98)가 맞물리는 대응 홈들 또는 가이드 홈들(134)을 구비한다.

스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트들(94)은 그 축 방향으로 잘 휘어지는 성질을 가능하게 하는 통합된 스프링 패킷들을 더 구비한다. 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트들(94)들의 그러한 상세 및 기타의 상세들은 도 7A, 도 7B, 및 도 8과 관련지어 후술하기로 한다.

그러나 그에 앞서 볼 형태의 조정성을 갖는 본 발명의 제4 실시 형태의 통합된 반경 방향/축 방향 미끄럼 베어링(100)에 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트들(94)을 사용하는 것에 관해 설명하기로 한다. 그러한 반경 방향/축 방향 미끄럼 베어링(100)은 도 6에 도시되어 있다. 본 도면 및 그 사시도는 도 5의 그것과 같지만, 다만 알아보기 쉽게 하기 위해 압력 칼라(36)를 구비한 구동축(12)은 도면에 도시되어 있지 않다.

본 도면에 따르면, 반경 방향/축 방향 미끄럼 베어링(100)의 베어링 하우징(102)은 그 순서대로 서로 연접된 플랜지 섹션(104), 제1 지지 섹션(108), 쉘 섹션(106), 제2 지지 섹션(110), 및 리브 섹션들(112, 114)을 구비한다. 플랜지 섹션(104)은 베어링 하우징(102)을 포드(16)의 지지 구조물(22)에 고정하기 위한 공지의 방식대로 설치된다. 쉘 섹션(106)은 제1 지지 섹션(108) 및 제2 지지 섹션(110)보다 약간 더 큰 바깥 지름을 갖고, 원통형 쉘로서 베어링(100)의 내부를 둘러싼다.

베어링(100)은 이미 제1 실시 형태와 관련지어 설명한 바와 같이 중심면(82)에서 전체적으로 상부 쉘과 하부 쉘로 분할된다. 리브 섹션(112, 114)은 플랜지 섹션(104)으로부터 출발하여 제1 지지 섹션(108), 쉘 섹션(106), 및 제2 지지 섹션(110)의 둘레에 맞물리고 베어링 하우징(102)의 강성을 전체적으로 상승시키는데 적합하다. 여기서, 베어링(100)의 중심면(82)에 연접되어 상부 쉘과 하부 쉘을 연결하기 위한 연결 요소들(도시를 생략함)을 수납하는 리브 섹션(112)은 다른 리브 섹션(114)보다 약간 더 두껍게 된다.

지지 섹션(108, 110)의 반경 방향 안쪽 측면은 구결 형태의 지지면(114, 116)을 구비한다. 제1 지지 섹션(108)의 지지면(114)과 제2 지지 섹션(109)의 지지면(116)은 공통의 가상 구면 상에 놓이는데, 그 기능에 대해서는 후술하기로 한다.

제1 및 제2 실시 형태에서와 같이, 본 실시 형태에서도 구동축(12)의 압력 칼라(36)의 양측으로 세그먼트 캐리어(118, 120)가 각각 마련된다. 각각의 세그먼트 캐리어(118, 120)는 제1 실시 형태와 관련지어 설명한 바와 같이, 특히 도 3에 도시돈 바와 같이 축 방향 미끄럼 세그먼트들의 수납을 위한 활주 홈(119, 121)을 구비한다. 세그먼트 캐리어(118, 120)는 제3 실시 형태에서도 사용된 바와 같은 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트들(94)을 지지하고, 그 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트들(94)은 구동축(12)의 압력 칼라(36)를 활주 가능하게 지지한다. 세그먼트 캐리어들(118, 120)은 반경 방향의 바깥쪽 가장자리에서 서로 대면한 세그먼트 캐리어들(118, 120)의 단부면들로부터 축 방향으로 돌출하는 브리지(118a, 120a)에 서로 지지된다. 브리지(118a, 120a)가 압력 칼라(36)의 반경 방향 바깥쪽(도면에 도시되지 않음)에 배치되는 것을 알 수 있다.

구동축(12)의 압력 칼라(36)의 반대쪽을 향한 쪽에서, 각각의 세그먼트 캐리어(118, 120)에 볼 연장부(122, 124)가 형성된다. 그러한 볼 연장부(122, 124)는 구결 형태의 외면을 갖는데, 그 볼 연장부(122, 124)의 외면은 지지 섹션(108, 109)의 지지면(114, 116)의 구면과 일치하는 공통의 가상 구면 상에 놓인다. 볼 연장부(122)의 외면은 제1 지지 섹션(108)의 지지면(114)에 꼭 들어맞고 거기에 볼 형태의 이동이 가능하게 지지되는 한편, 볼 연장부(124)의 외면은 제2 지지 섹션(109)의 지지면(116)에 꼭 들어맞고 거기에 볼 형태의 이동이 가능하게 지지된다. 그와 같이 하여, 볼 연장부들(122, 124)은 지지 섹션들(108, 109)의 지지면들(114, 116)과 함께 세그먼트 캐리어들(118, 120)을 위한 대칭적 볼 캡 가이드를 형성한다.

볼 연장부들(122, 124)의 반경 방향의 안쪽으로, 구동축(12)의 반경 방향 외면이 지지되는 베어링 레이스(126)가 각각 마련된다. 그럼으로써, 볼 형태의 조정이 가능한 반경 방향/축 방향 미끄럼 베어링이 구현되게 된다. 그러한 베어링에서는, 구동축의 캔트가 볼 캡 가이드에 의해 대부분 보상되는데, 왜냐하면 전체의 구조물이 볼 형태로 편향될 수 있기 때문이다. 지속적인 및/또는 단시간의 캔트 또는 축 방향 충돌이 축 방향으로 잘 휘어지는 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트들(94)에 의해 수용되는데, 그때에 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트들(94)은 편향된 압력 칼라(36)의 대응 측면을 따라 종동한다. 국부적 과부하는 물론 바람직하지 않은 베어링 유격이 회피되고, 변하지 않는 소정의 조절 가능한 압력이 축 방향 미끄럼 세그먼트들에 인가되며, 경우에 따른 윤활제 막이 파열되지 않게 된다.

이제, 제3 및 제4 실시 형태의 특수한 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트들(94)을 도 7A, 도 7B 및 도 8에 의거하여 설명하기로 한다. 도 7A 및 도 7B는 도 6의 실시 형태의 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트(94)를 2개의 상이한 사시도로 나타낸 것인 반면에, 도 8은 그 세그먼트를 축 방향 단면도로 나타낸 것이다.

우선, 도 7A 및 도 7B는 본 발명의 제3 및 제4 실시 형태에 사용되는 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트(94)를 2개의 상이한 사시도로 개략적으로 나타낸 것이다. 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트(94)는 전체적으로 축 방향으로 서로 연이어 배치되고 편향력 하에 잘 휘어지게 서로 고정되는 미끄럼체(128)와 윤곽 및 지지체(130)를 주요 구성 요소로 구비한다. 미끄럼체(128)는 조립된 상태에서 구동축(12)의 압력 칼라(36) 쪽을 향하는 전방 단부면에 미끄럼면(132)을 구비한다(단순한 방향 설정을 위해, 여기서는 압력 칼라(36) 쪽을 향한 방향을 전방이라 지칭하고, 그 반대 방향을 후방이라 지칭한다). 윤곽 및 지지체(130)는 후방 축 방향 단부에 지지면(131)을 구비하는데, 그 지지면(131)을 통해 축 방향력이 베어링 하우징 또는 세그먼트 캐리어에 전달된다.

지지면(131)으로부터 짧은 간격을 두고, 윤곽 및 지지체(130)의 반경 방향 외면에 환형 가이드 홈(134)이 마련된다. 그러한 가이드 홈(134)은 조립된 상태에서 가이드 리브(98)(도 6 참조)의 둘레에 맞물리고, 그에 따라 그와 연동하여 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트(94)가 세그먼트 가이드로부터 탈락하는 것을 방지한다.

도 7A에는, 윤곽 및 지지체(130)의 후방 단부면에 있는 리세스(154)가 또한 도시되어 있는데, 그 리세스(154)에서 조임 나사(148) 및 고정 핀을 수납하기 위한 관통 구멍(142)을 찾아볼 수 있다. 그들 및 다수의 세그먼트들을 체인에 커플링하기 위한 나사 조임 롤(152)에 관해 도 8에 의거하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 8은 도 7A 및 도 7B의 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트의 축 방향 단면도이다.

도면에서 명확히 볼 수 있는 바와 같이, 미끄럼체(128)는 미끄럼면(132)과 대향된 그 후방 측면에 계단부(136)를 갖는 전체적으로 원통형의 몸체이다. 계단부(136)는 충분한 유격을 두고 계단부(136) 상에 끼워지는 판 스프링(138)을 위한 수납 맨드릴로서의 역할을 하고, 스프링 베어링 면(133)을 형성하는 본체(128)의 후방 단부면에 그 안쪽 에지가 접한다.

윤곽 및 지지체(130)도 역시 전체적으로 원통형의 몸체이다. 윤곽 및 지지체(130)는 언더컷(146a)과 계단부(146b)를 갖는 전방 리세스(146), 원추형 측면들을 갖지만 베이스가 평탄한 후방 리세스(154), 및 이미 설명된 가이드 홈(134)을 구비한다. 전방 리세스(146)는 미끄럼체(128)의 계단부(136)이 바깥 지름과 일치하는 안지름을 갖고, 그 계단부(136) 상에 활주 가능하게 끼워진다. 리세스(146)의 계단부(146b)는 판 스프링(138)의 바깥쪽 에지가 맞닿는 환형 압력면(147)을 한정한다.

윤곽 및 지지체(130)는 중심 관통 구멍(160)을 구비하는데, 조임 나사(148)가 후방으로부터, 즉 후방 리세스(154)로부터 그 중심 관통 구멍(160)을 통해 끼워 넣어져 미끄럼체(128)의 후방 단부면에 있는 중심 나사 블라인드 홀(도면에 도시되지 않음)에 나사 체결된다. 조임 나사(148)를 조이거나 풂으로써, 판 스프링(138)이 편향되어 미끄럼체(128)의 후방 단부면과 리세스(146)의 베이스면 사이의 간격 "d"를 한정 및 조절하게 된다. 조임 나사(148)는 원통 나사이고, 의도치 않게 나사가 풀어지는 것을 방지하기 위해 확장된 헤드 접촉면을 구비한다. 그러한 목적으로 그리고 간격 "d"의 미세한 조정을 위해, 조임 나사(148)는 정밀 나사산을 구비할 수도 있다. 또한, 회전을 방지하는 부가의 고정 수단이 마련될 수도 있다. 후방 리세스(154)는 조임 나사(148)의 헤드의 높이보다 더 깊고, 그에 따라 조임 나사(148)가 리세스(154)에 완전히 수납되게 된다.

2개의 핀들(144)이 미끄럼체(128)의 계단부(136)의 후방 단부면에 마련된 블라인드 홀들(144)에 대각선상으로 대향되어 장착되는데, 블라인드 홀들(144)은 윤곽 및 지지체(130)의 전방 리세스(146)의 베이스면에 배치된 대응 관통 구멍들(142)과 연통한다. 윤곽 및 지지체(130)를 미끄럼체(128) 상에 씌우면, 핀들(144)이 관통 구멍들(142)에 맞물려 미끄럼체(128)와 윤곽 및 지지체(130) 간의 회전을 방지한다.

가이드 홈(134)의 후방 쪽을 향한 측면에는, 나사 조임 핀(152)이 나사 체결되는 나사 블라인드 홀(156)이 마련된다. 그와 대각선상으로 대향되어, 원통 나사(150)가 그 아래에 끼워진 슬리브(151)와 함께 나사 체결되는 나사 블라인드홀(157)이 마련된다. 나사 조임 핀(152)은 일 단부에 나사산을 구비하고, 타 단부에 원통부를 구비하는데, 원통부는 나사산의 바깥 지름보다 더 큰 바깥 지름을 갖는다. 나사 조임 핀(152) 및 슬리브(151)를 갖는 원통 나사(150)는 다수의 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트들(94)을 체인들 또는 하프 체인들과 연결할 수 있는, 예컨대 링크들 또는 멀티섹션 조인트와 같은 연결 수단을 고정하는 역할을 한다(그에 관해서는 도 3의 설명을 참조).

현재의 바람직한 전술된 본 발명의 실시 형태들은 단지 예시적인 성격을 갖는 것으로, 본 발명을 거기에 묘사된 상세들 및 개관들에 한정하는데 사용될 수 없음을 언급하고자 한다. 오히려, 설명된 발명의 사상을 기반으로 하여 수많은 변형들 및 조합들이 가능한바, 이하에서는 그들 중의 몇 가지를 약술하기로 한다.

모든 실시 형태들에서, 제1 실시 형태에서와 같은 축 방향 미끄럼 요소들은 도 3과 관련지어 설명된 방식으로 체인들 또는 하프 체인들과 연결된다. 각각의 세그먼트 가이드들에 있어, 그들은 베어링 하우징 자체에 구현되거나 독립된 세그먼트 캐리어로서 구성되는데, 그러한 배치들이 유사하게 적용된다.

제1 및 제2 실시 형태의 축 방향 미끄럼 베어링들(24, 24')에서, 단순한 축 방향 미끄럼 세그먼트들(56) 대신에 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트들(94)이 사용될 수 있다. 그 경우, 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트들(94)의 스프링 특성과 축 방향 미끄럼 베어링(24)의 유압 회로의 점탄성 또는 축 방향 미끄럼 베어링(24')의 스프링 패킷들(92)의 스프링 특성은 구동축 캔트가 주로 유압 캡슐들(76) 또는 스프링 패킷들(92)에 의해 보상되는 한편, 축 방향 부하 변동이 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트들(94)에 의해 수용되도록 서로 맞춰져 조정될 수 있다.

역으로, 제4 실시 형태의 반경 방향/축 방향 미끄럼 베어링(100)에도 스프링이 걸리지 않은 단순한 축 방향 미끄럼 세그먼트들(56)이 사용될 수 있는데, 그것은 거기에서의 구동축 캔트가 볼 캡 가이드에 의해 이미 거의 다 보상되기 때문이다.

제3 및 제4 실시 형태에서는, 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트들(94)이 세그먼트 가이드를 이루는 활주 홈(96, 119, 121)에서 지지면(131)에 의해 활주 홈의 홈 베이스에 지지되고, 활주 홈(96, 119, 121) 및 세그먼트에 마련된 가이드 홈(134)에 있는 가이드 리브(98)에 의해 그 축 방향 위치로 고정된다고 설명하였었다. 가이드 리브(8)는 대안적으로 작동 중에 가이드 홈(134)의 측면에 의해 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트들(94)의 축 방향 부하가 전달되는 지지 레일로서 설계될 수도 있다.

그러한 고찰은 모든 실시 형태들의 축 방향 미끄럼 베어링에 적용될 수 있다. 특히, 제1 및 제2 실시 형태의 단순한 축 방향 미끄럼 세그먼트들(56)도 그 둘레 외면에 가이드 홈들을 구비할 수 있는데, 그 가이드 홈들의 배후에는 활주 홈에 있는 가이드 리브 또는 지지 레일이 맞물리게 된다.

스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트들(94)과 관련하여, 미끄럼체(128)와 윤곽 및 지지체(130) 사이에 판 스프링(138)이 사용된다고 설명하였었다. 그 대신에, 다수의 판 스프링들이 직렬 연결, 병렬 연결, 또는 그 조합으로 배치된 판 스프링 패킷도 사용될 수 있음을 알아야 할 것이다. 그 선택은 각각의 주어진 상황에 따라 필요한 지지력 및 필요한 스프링 범위에 의거하여 이뤄진다. 예상되는 힘이 적을 경우에 원통형 또는 원추형 코일 스프링들을 사용하는 것도 고려해볼 만하다.

또한, 다수의 축 방향 미끄럼 세그먼트들 사이의 연결 수단의 링크 연결을 위해 서로 대향 배치된 나사 조임 핀(152) 및 원통 나사(150)에 의해 고정되는 슬리브(151)를 사용하는 것으로 전술하였었다. 그 대신에, 2개의 나사 조임 핀들 또는 2개의 나사 체결 슬리브들을 사용할 수도 있다. 나사 조임 핀은 나사 조임 롤로서도 구성될 수 있다. 또한, 슬리브(151)는 고정적으로 또는 느슨한 이동이 가능하게 나사(150)에 의해 고정될 수 있다.

제4 실시 형태와만 관련지어 상세하게 도시하고 설명하였지만, 제1 내지 제3 실시 형태의 각각의 축 방향 미끄럼 베어링(24, 24', 24")은 각각의 베어링 하우징의 내부에 수납되는 반경 방향 미끄럼 베어링과 조합될 수 있다.

각각의 반경 방향 미끄럼 베어링은 축 방향 미끄럼 베어링과 베어링 어셈블리로 통합되든 통합되지 않든 볼 캡 가이드에 의해 구성될 수 있다. 통합된 베어링 어셈블리에서는, 볼 형태의 이동이 가능한 반경 방향 베어링 장치가 축 방향 베어링 장치에 대해 편심적으로 마련될 수도 있다. 축 방향 미끄럼 베어링 장치가 반경 방향 베어링 장치와 함께 대칭으로 볼 형태의 이동을 할 수 없는 모든 경우에서는, 구동축이 휠 경우에 압력 칼라(36)의 반경 방향 이동을 고려하여야 한다. 그것은 세그먼트 가이드 및 베어링 하우징의 설계 시에 고려되어야 한다.

축 방향 미끄럼 세그먼트들(56, 94)은 본 명세서의 범위에서는 원통체로서 도시되고 설명되어 있다. 대안적으로, 다른 횡단면 형태, 예컨대 육각형 또는 링 세그먼트형 횡단면의 축 방향 미끄럼 세그먼트들도 본 발명에 필수적인 특징들, 예컨대 세그먼트 및/또는 세그머트 캐리어의 축 방향으로 잘 휘어지는 성질, 반경 방향 미끄럼 베어링 장치들 중의 적어도 하나의 볼 형태의 이동 가능성 등을 제공하는 한 사용될 수 있다. 링 세그먼트형 횡단면의 축 방향 미끄럼 세그먼트들의 경우, 개별 세그먼트들 간의 연결은 반드시 링크 연결 방식으로 구성되어야 하는 것은 아니다. 개별 세그먼트들이 서로 밀접하게 맞닿아 적절하게 연결될 수도 있다.

실시 형태들에서는, 세그먼트 가이드당 12개의 축 방향 미끄럼 세그먼트들을 각각 설명하였었다. 그러나 그 수는 기본적으로 임의적이고, 주어진 여건에 따라 선택될 수 있다. 그 수와 크기는 베어링의 수평 분할 가능성이 저해되지 않도록 선택되는 것이 바람직하다. 따라서 4의 정수 배수가 세그먼트들의 수에 대한 최상의 옵션으로서 제공된다. 그러나 적어도 3개의 세그먼트들을 마련함으로써 그 각각의 미끄럼 면들이 하나의 면을 형성하도록 할 수 있다. 제1 또는 제2 실시 형태에서의 유압 캡슐들 및 스프링 패킷들에 대해서도 마찬가지이다.

또한, 실시 형태들에서의 세그먼트 가이드들은 축 방향 미끄럼 세그먼트들이 서로 연결되어 배치되는 활주 홈의 형태로 설명되었다. 그러나 축 방향 미끄럼 세그먼트들이 개별적으로 수납되는 리세스들이 베어링 하우징 또는 세그먼트 캐리어에 마련되도록 세그먼트 가이드를 구현할 수도 있다.

첨부 도면들에 세부적으로 도시되지는 않았지만, 각각의 베어링 하우징의 세그먼트 캐리어들(54, 54', 118, 120)은 구동축(12)의 회전과 함께 동반 회전하지 않도록 고정된다. 그러한 회전 방지의 목적은 빗장(68)에 의해 충족될 수 있다. 그러나 핀, 피팅 키 등과 같은 다른 고정 수단이 사용될 수도 있다.

도 3에는, 개별 축 방향 미끄럼 세그먼트들(56)을 조인트 연결하기 위한 링크들(60)이 도시되어 있다. 그 대신에, 멀티섹션 연결 요소들 또는 휨 또는 굽힘 가능한 연결 요소들도 역시 각각의 축 방향 미끄럼 세그먼트들 사이에 각각 사용될 수 있다. 그러나 그 경우에는 2개의 하프 체인들을 상부 구역에서 고정하여 2개의 하프 체인들이 중력의 작용 하에 와해되는 일이 없도록 하여야 한다. 그것은 활주 홈(58)을 적절히 성형함으로써 구현될 수 있다(도면의 왼쪽 상부 구역에 점선으로 도시된 양측에 마련되는 캐치(73)를 참조. 그러나 도면에서 활주 홈 및 경우에 따라서는 빗장의 대향 측면들을 다르게 구성하는 것을 필요로 함을 알 수 있는데, 그에 관해서는 점선으로 도시된 덴트를 참조). 대안적으로 또는 부가의 고정 조치로서 또는 하프 체인들의 간단한 제거를 위해, 각각의 최상단 축 방향 미끄럼 세그먼트(56)는 빗장(68)에 고정되어 그와 함께 취급될 수도 있다. 그럴 경우, 활주 홈(58)의 하부 구역의 브리지(66)가 생략될 수도 있다.

도 4의 판 스프링 패킷들(92)은 세그먼트 캐리어(54')에 있는 리세스들에 수납된다. 그러나 판 스프링 패킷들(92)은 반대로 하우징(30')의 플랜지 섹션(46') 또는 커버 섹션(50')에 있는 리세스들에 수납될 수도 있다.

도 1에는, 포드(16)의 지지 구조물(22)이 유선형으로 형성되어 있다. 그러나 지지 구조물(22)은 예컨대 유선형 케이싱을 갖는 프레임 구조물로서 구성될 수도 있다.

본 발명을 선회 가능한 포드와 관련지어 설명하였지만, 본 발명은 고정된 포드에도 적용될 수 있다.

포드(16)는 정비 목적으로 통행 가능하고, 갑문 플랩을 통해 바깥쪽으로부터 또는 포드 행어(18)를 통해 선박 내부로부터 출입 가능한 것이 바람직하다.

2: 선체 4: 수상 운송 수단
6: 발전기 8, 9: 전기 라인
10: 전기 모터 12: 구동축
14: 프로펠러 16: 포드
18: 포드의 행어 20: 포드 선회 구동 장치
22: 포드의 지지 구조물 24, 24', 24": 축 방향 미끄럼 베어링
26, 28: 제1 및 제2 반경 방향 미끄럼 베어링
30, 30', 30", 38, 42: 베어링 하우징
32, 32', 34, 34': 미끄럼 가이드 36: 압력 칼라
40, 44: 베어링 레이스 46, 46', 46": 플랜지 섹션
48: 리브 섹션 50, 50', 50": 커버 섹션
52: 쉘 섹션 54, 54': 세그먼트 캐리어
56: 축 방향 미끄럼 세그먼트 58, 58', 96: 활주 홈
60: 링크 62, 64: 하프 체인
66: 브리지 68: 빗장
70, 88: 나사 72: 돌출부
73: 캐치 74: 덴트
76: 유압 캡슐 78: 유압 보상 라인
80: 홈 82: 중심면
84: 상부 쉘 86: 하부 쉘
90: 압입 구멍 92: 스프링 패킷
94: 스프링 축 방향 미끄럼 세그먼트들 98: 가이드 리브
100: 축 방향/반경 방향 미끄럼 베어링 102: 베어링 하우징
104: 플랜지 섹션 106: 쉘 섹션
108: 제1 지지 섹션 109: 제2 지지 섹션
110, 112: 리브 섹션 114, 116, 131: 지지면
118, 120: 세그먼트 캐리어 118a, 120a: 브리지
119, 121: 활주 홈 126: 베어링 레이스
128: 미끄럼체 130: 윤곽 및 지지체
132: 미끄럼면 133: 스프링 베어링 면
134: 가이드 홈 136, 146b: 계단부
138: 판 스프링 140: 핀
142: 압입 구멍 144: 블라인드 홀
146: 전방 리세스 146a: 언더컷
147: 압력면 148: 조임 나사
150: 원통 나사 151: 슬리브
152: 나사 조임 핀 154: 후방 리세스
156, 157, 158, 159: 나사 블라인드 홀
160: 관통 구멍 A: 프로펠러 회전 방향
B: 구동축 축선 C: 포드 선회 방향
D, D', E, E': 보조선 F: 세그먼트 축선
d: 간격

Claims (26)

1. 프로펠러를 구동하는 적어도 하나의 구동축;
   구동축의 반경 방향력을 수용하는 적어도 하나의 반경 방향 베어링 장치;
   구동축의 축 방향력을 수용하는 적어도 하나의 축 방향 베어링 장치로서, 구동축의 압력 칼라(pressure collar)가 일 단부면 또는 양 단부면에서 축 방향으로 가이드 장치에 지지되는 축 방향 베어링 장치; 및
   적어도 하나의 반경 방향 베어링 장치와 축 방향 베어링 장치의 부착을 위한 지지 구조물을 구비하는 운송 수단용 프로펠러 포드 드라이브에 있어서,
   가이드 장치는 적어도 3개의 축 방향 미끄럼 세그먼트들을 구비하고, 그 축 방향 미끄럼 세그먼트들은 세그먼트 가이드에 배치되고, 압력 칼라와 접촉하는 미끄럼 면을 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
2. 제1항에 있어서, 세그먼트 가이드는 축 방향 미끄럼 세그먼트들을 수납하기 위한 활주 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
3. 제2항에 있어서, 적어도 2개의 축 방향 미끄럼 세그먼트들은 연결 장치에 의해 서로 연결되고, 활주 홈 내에서 둘레 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
4. 제3항에 있어서, 2개의 인접한 축 방향 미끄럼 세그먼트들 간의 연결 장치는 조인트 링크 또는 2개의 인접한 축 방향 미끄럼 세그먼트들 사이에 각각 조인트 연결되는 멀티섹션 체인을 구비하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 축 방향 미끄럼 세그먼트들은 반대의 둘레 방향으로 세그먼트 가이드에 도입되는 적어도 2개의 부분 스트링들로 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
6. 제2항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 활주 홈은 축 방향 미끄럼 세그먼트들의 도입 및 인출을 위한 폐쇄 가능한 개구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
7. 제6항에 있어서, 개구부는 세그먼트 가이드의 상면에 위치하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
8. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 축 방향 미끄럼 세그먼트들은 축 방향으로 휘어질 수 있는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
9. 제8항에 있어서, 상기 축 방향 미끄럼 세그먼트들은 축 방향 스프링 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
10. 제9항에 있어서, 상기 축 방향 스프링 장치는 축 방향 스프링 장치의 편향력을 조정하기 위한 편향 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
11. 제10항에 있어서, 상기 축 방향 미끄럼 세그먼트들은 미끄럼면을 갖는 미끄럼체, 지지체, 및 스프링 장치의 힘에 맞서 지지체를 미끄럼체에 클램핑하는 조임 나사를 구비하되, 스프링 장치는 미끄럼체와 지지체 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
12. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 세그먼트 가이드는 축 방향 베어링 장치의 베어링 하우징에 일체로 가공되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
13. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 세그먼트 가이드는 둘레 상에 분포된 적어도 3개의 지점들에서 축 방향으로 잘 휘어지게 베어링 하우징에 지지되는 세그먼트 캐리어를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
14. 제13항에 있어서, 세그먼트 가이드의 지지부는 세그먼트 가이드 또는 베어링 하우징에 부착되는 축 방향 스프링 장치를 구비하고, 축 방향 스프링 장치는 판 스프링 또는 다수의 판 스프링들로 형성된 판 스프링 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
15. 제14항에 있어서, 지지부의 축 방향 스프링 장치는 축 방향 스프링 장치의 편향력을 조정하기 위한 편향 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
16. 제13항에 있어서, 세그먼트 가이드의 지지부는 유압 라인들을 통해 서로 연결되고 세그먼트 가이드에 또는 베어링 하우징에 부착되는 하나 이상의 유압 보상 캡슐들을 구비하되, 유압 보상 캡슐들과 유압 라인들은 유압 회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
17. 제16항에 있어서, 상기 유압 회로 내의 유압 유체의 총량을 조정하기 위한 조정 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
18. 제16항에 있어서, 유압 회로 내의 유압 유체의 총량을 제어하기 위한 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
19. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 반경 방향 베어링 장치들 중의 하나는 볼 캡에 의해 볼 형태의 이동이 가능하게 베어링 하우징에 배치되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
20. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 반경 방향 베어링 장치와 축 방향 베어링 장치는 공통의 베어링 어셈블리를 형성하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
21. 제20항에 있어서, 베어링 어셈블리의 반경 방향 베어링 장치는 축 방향으로 축 방향 베어링 장치의 둘레에 대칭으로 배치되는 2개의 하프 베어링을 구비하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
22. 제21항에 있어서, 각각의 하프 베어링은 축 방향으로 압력 칼라에 대해 대칭으로 배치되는 하프 캡을 구비하고, 하프 캡들은 볼 형태의 이동이 가능한 캡을 함께 형성하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
23. 제22항에 있어서, 세그먼트 가이드는 하프 캡들 상에 각각 배치되거나 그에 통합되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
24. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 반경 방향 베어링 장치와 축 방향 베어링 장치는 구동축의 회전 축선을 통해 연장되는 수평의 분할면을 구비하고, 그 분할면에서 베어링 장치들이 각각 분할 및 조립될 수 있는 것을 특징으로 하는 프로펠러 포드 드라이브.
25. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 따른 프로펠러 포드 드라이브에 사용하기 위해 구성되고 정비되는 미끄럼 베어링 장치.
26. 제1항에 따른 프로펠러 포드 드라이브 또는 제25항에 따른 미끄럼 베어링 장치를 구비하는 운송 수단으로서, 선박 또는 보트 또는 전투함체 또는 정찰함체 또는 잠수함체 또는 부유 인프라 구조물 장치인 운송 수단.

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